Curs 4_5 Metabolismul Aminoacizilor PDF

Biochimie Medicală Aspecte fiziologice si patologice ale metabolismului aminoacizilor Conf. univ. dr. Brînduşa Alina PETRE  Generalitati Aminoacizii reprezinta unitatile de baza in structura proteinelor....

Biochimie Medicală Aspecte fiziologice si patologice ale metabolismului aminoacizilor Conf. univ. dr. Brînduşa Alina PETRE  Generalitati Aminoacizii reprezinta unitatile de baza in structura proteinelor. R – CH – COOH – NH2 R – catena laterala ce difera de la un amino acid la altul si confera proprietati specifice amino acizilor. Gruparile carboxil (-COOH) si amino (-NH 2 ) cat si gruparile functionale ale aminoacizilor imprima proprietati acido-bazice peptidelor si proteinelor influentand decisiv structura si implicit si functia acestor molecule. La pH fiziologic (7,37 – 7,47) - structura de amfolit sau zwitterion; R – CH – COOH R – CH – COO- R – CH – COO- – – – +NH +NH NH2 3 3  Punctul izoelectric si influenta catenei laterale asupra proprietatilor aminoacizilor Punctul izoelectric (pI-ul) este pH-ul la care molecula (aminoacid, peptida, proteina) este in forma amfolita, adica sarcina moleculei este zero. De obicei valorile punctului izoelectric variază între 2,9 și 12,5 și se determină prin diferite metode: potențiometrice, electroforetice sau calcul matematic. pI = (pK1 + pK2): 2 pK1 si pK2 reprezinta pK-urile gruparii amino respectiv carboxil Biochimie medicala  Rationament de calcul al pI-ului tirozinei pI de tirozină este de 5,66 (pKa carboxil = 2.20 și pKa amino = 9.11). Dacă pKa-ul lanțului lateral ar fi fost mai mic decât 9.11, atunci ar fi fost luat in calcul pKa-ul lanțului lateral. Aceeași logică se aplică in cazul cisteinei insă, deoarece lanțul lateral are un pKa mai scăzut decât gruparea amino, se ia in calcul pKa-ul pentru carboxil și lanțul lateral. Această procedură poate fi, bineînțeles, extinsă la aminoacizii cu catene laterale acide (acid aspartic, acid glutamic) și cele cu catene laterale de bază (lizină, arginină, histidină). Biochimie medicala  Valorile pKa si pl ale amino acizilor Aminoacizi cu catena laterala neutra Aminoacizi cu catena laterala ionizabila  Valorile pKa si pl ale amino acizilor Biochimie medicala  INFLUENȚA RADICALILOR R ASUPRA PROPRIETĂȚILOR AMINOACIZILOR Ø Radicalul R al aminoacizilor este responsabil de proprietăți speciale. Ø Aminoacizii au fost clasificați în funcție de gruparea R: § aminoacizi cu grupări R nepolare - caracter hidrofob. § aminoacizi cu grupări R polare, hidrofile dar neutre din punct de vedere electric. § aminoacizi cu grupări polare, încărcate electric, negativ sau pozitiv. Ø Diversitate a grupărilor radicalice permite un număr mare de interacțiuni ceea ce are importanță în determinarea structurii proteice. Ø La pH fiziologic acidul glutamic și acidul aspartic au cea de-a doua grupare carboxil ionizată, astfel încât au sarcini negative la pH = 7. Ø Cu excepția histidinei, majoritatea aminoacizilor bazici sunt încărcați pozitiv la pH fiziologic. Ø Sarcinile aminoacizilor permit, la nivel proteic, dezvoltarea de legături electrostatice atât în interiorul moleculei proteice cât și între proteină și ligand. Ø Proprietățile acidobazice și solubilitatea diferită stau la baza separării electroforetice sau cromatografice a AA. Biochimie medicala  Aminoacizi punţi disulfidice N-, O- glicozilare PTM‘s oxidative legături puternice cu ioni metalici Biochimie medicala  Aminoacizi esentiali pentru organismul uman Amino acizii cu rol in sinteza de substante biologice importante in organism: -catecolaminele (fenilalanina/tirozina), - serotonina (triptofan), - histamina (histidina). Tabel 5.1, pag 85/ Biochimie clinica_M. Dobreanu Biochimie medicala  Importanța biomedicală a aminoacizilor Nutriție și alimentație: Aminoacizii esențiali trebuie să fie furnizați prin dietă, deoarece organismul uman nu poate sintetiza toți aminoacizii necesari. Un deficit de aminoacizi esențiali duce la probleme de creștere, dezvoltare și funcționare normală a organismului. Vindecare și recuperare: Aminoacizii sunt implicați în sinteza proteinelor necesare pentru repararea țesuturilor, inclusiv după intervenții chirurgicale, leziuni sau alte traume. Suport metabolic: Aminoacizii sunt implicați în producerea de energie, detoxifiere, sinteza de hormoni și neurotransmițători. Într-un context clinic, monitorizarea profilului aminoacizilor poate oferi informații utile despre starea metabolică a unui pacient. Boli genetice: Unele boli genetice sunt legate de deficite sau anomalii în metabolismul aminoacizilor. Testarea profilului aminoacizilor poate ajuta la diagnosticarea și monitorizarea acestor afecțiuni, precum și la planificarea tratamentului adecvat. Nutriție intravenoasă: În anumite condiții medicale, cum ar fi insuficiența renală sau alte probleme digestive, administrarea de aminoacizi prin nutriție intravenoasă poate fi esențială pentru asigurarea unei nutriții adecvate. Fiecare aminoacid are funcții specifice, iar dezechilibrele pot contribui la diverse afecțiuni. Într-un mediu clinic, monitorizarea nivelurilor de aminoacizi în sânge sau alte fluide corporale poate oferi informații valoroase despre starea de sănătate a pacientului și poate ghida abordarea terapeutică. Biochimie medicala  Metodele comune de analiză a aminoacizilor Cromatografia lichidă de înaltă performanță (HPLC): Aceasta este o metodă foarte sensibilă și specifică care permite separarea și identificarea aminoacizilor într-o mostră. HPLC este adesea utilizată în laboratoarele clinice pentru a analiza aminoacizii din sânge sau urină. https://www.synevo.ro/shop/aminoacizi-in-plasma/  Separarea aminoacizilor prin electroforeză capilară Electroforeza capilară: Această tehnică implică deplasarea aminoacizilor într-un câmp electric printr-un tub capilar subțire. Electroforeza capilară este utilizată pentru separarea și cuantificarea aminoacizilor în diverse probe biologice. https://learnbin.net/separation-of-amino-acids/ Biochimie medicala  Separarea aminoacizilor prin spectrometrie de masă Spectrometria de masă - este o tehnică avansată care poate oferi informații detaliate despre masa moleculară și cantitatea aminoacizilor într-o mostră. Pentru o mai mare precizie, spectrometria de masă poate fi utilizată în combinație cu alte tehnici, cum ar fi cromatografia lichidă sau gaz. Biochimie medicala  Analiza aminoacizilor în „Dried Blood Spots“ (DBS) prin metoda LC-MS/MS Aminoacizi detectati cu Kit-ul RECIPE MS10200 Biochimie medicala  Procesarea probelor – Laboratorul medical PRAXIS Mod de prelucrare a probei Biochimie medicala  Analiza aminoacizilor în DBS prin metoda LC-MS/MS Exemplu de cromatograme pentru Glicina (Analit si Internal Standard) Control Level 1 Control Level 2 Biochimie medicala  Analiza aminoacizilor în „Dried Blood Spots“ (DBS) prin metoda LC-MS/MS Interpretarea rezultatelor Pacient 1 Pacient 2 Biochimie medicala  Analiza aminoacizilor în „Dried Blood Spots“ (DBS) prin metoda LC-MS/MS Interpretarea rezultatelor 40.00 Studiu comparativ AA - DBS 35.00 ? ? 30.00 concentratie (mg/L) 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Ala Arg Cyt Glu Gly Leu Met Orn Phe Pro Tyr Val ALINA SABINA OANA Condiții care pot contribui la creșterea concentrațiilor de aminoacizi în sânge Boală metabolică a aminoacizilor cu catenă ramificată (maple syrup urine disease), în care metabolismul leucinei, valinei și izoleucinei este afectat. Probleme renale: Disfuncții renale pot influența eliminarea normală a aminoacizilor din sânge. Consum excesiv de suplimente cu Leu și Val în cantități mari, poate afecta nivelul lor din sânge. Biochimie medicala  Principalele BCAA-uri BCAA-urile (din eng. branched-chain amino acids), inclusiv leucina și valina, sunt implicate în sinteza proteinelor și pot fi utilizate ca sursă de energie în timpul efortului fizic intens. Aportul de leucină și valină în cantități mari poate fi benefic în anumite condiții, cum ar fi exercițiile fizice intense sau perioadele de recuperare. Leucina: Este esențială pentru sinteza proteinelor musculare și joacă un rol important în stimularea creșterii musculare. De asemenea, poate servi ca sursă de energie în timpul exercițiilor fizice intense. Izoleucina: Este, de asemenea, esențială și este implicată în sinteza proteinelor. Izoleucina este utilizată și ca sursă de energie în timpul efortului fizic și ajută la reglarea nivelului de glucoză în sânge. Valina: Este un alt aminoacid esențial care contribuie la sinteza proteinelor și poate fi folosit pentru producerea de energie. Valina are, de asemenea, un rol în menținerea echilibrului de azot în organism. Surse de BCAA-uri - alimente bogate în proteine (carne, ouă, produse lactate și leguminoase). Sportivii și persoanele active fizic recurg adesea la suplimente de BCAA pentru a sprijini performanța sportivă, stimula recuperarea musculară și reduce oboseala. Biochimie medicala  Analiza aminoacizilor în „Dried Blood Spots“ (DBS) prin metoda LC-MS/MS Integrare probe DBS bebelusi Studiu comparativ AA - DBS ? 45.00 40.00 ? 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Ala Arg Cyt Glu Gly Leu Met Orn Phe Pro Tyr Val ALINA SABINA OANA SARA MATEI PACEINT 1 PACIENT 4 PACIENT 8 PACIENT 19 PACIENT 5 PACIENT 11 Nivelurile ridicate ale acidului glutamic Hiperaminoacidemie generalizată: mod anormal în care organismul metabolizează acidul glutamic. Deficit enzimatic: al enzimelor implicate în metabolismul acidului glutamic pot duce la acumularea acestuia în sânge.  Integrare probe DBS bebelusi Nivelurile ridicate ale tirozinei Tirosinemie: o afecțiune genetică rară în care există o acumulare excesivă de tirozină în sânge cauzete de deficit enzimatic. Există trei tipuri principale de tirosinemie: § tipul I - tirosinemie familială, deficit de fumarylacetoacetat hidrolază (FAH); § tipul II (tirosinemie cu deficit de tirozină aminotransferază); § tipul III (tirosinemie cu deficit de 4-hidroxifenilpiruvat-dioxigenază). Fiecare tip are cauze și simptome specifice. http://www.livingwithtyrosinemia.com/signs-symptoms/ Alcaptonurie: Este o tulburare rară a metabolismului aminoacizilor, în care organismul nu poate descompune corespunzător tirozina și fenilalanina. Aceasta poate duce la acumularea de acid homogentisic în organism, care poate avea efecte asupra articulațiilor, pielii și altor țesuturi. https://www.nhs.uk/conditions/alkaptonuria/  Localizarea cailor metabolice de formare/transformare a aminoacizilor Proteinele din alimente – principala sursa de aminoacizi Proteaze /hidroliza Aminoacizi sunt absorbiti si prin vena porta ajung la si A. Aminoacizi utilizati pentru sinteza proteinelor proprii sau a unor proteine functionale care trec in circulatie. Rc. de transaminare si dezaminare oxidativa B. O parte din aminoacizi trec in circulatia sanguina hepatic renal “pool-ul” endogen. Uree AMONIAC NH4+ aminoacizi ajung in diferite Îndepărtarea H⁺ tesuturi pentru sinteza din organism. proteinelor proprii Ficatul şi aprovizionarea lui cu sânge  Localizarea cailor metabolice de formare/transformare a aminoacizilor Aminoacizii din sânge sunt filtrați la nivelul glomerulului renal, iar la nivelul tubilor suferă un proces de reabsorbție, prin intermediul unor sisteme de transport saturabile. Aminoacidurie – (la subiecții normali, poate fi tranzitorie și se datorează unui aport alimentar excesiv în aminoacizi/proteine.) Reabsorbția renală este un proces activ, dependent de un sistem de patru proteine membranare transportoare cât și de concentrația intracelulară de Na+. Sistemele membranare transportoare sunt: Ø unul pentru aminoacizii neutri, Ø altul pentru aminoacizii bazici, Ø al treilea pentru prolină, hidroxiprolină și glicină Ø unul pentru aminoacizii dicarboxilici. Transportul transmembranar se realizează prin două mecanisme: Ø unul de capacitate mică dar cu specificitate înaltă Ø un altul cu capacitate mare dar specificitate joasă. Puțini aminoacizi, ca de exemplu cistationina* și homocisteina (AA neproteici) nu pot fi reabsorbiți eficient la nivel renal și de aceea suferă doar un proces de filtrare fiind ulterior eliminați în urina.  Defectele metabolismului AA Aminoaciduria este o afecțiune caracterizată prin prezența unor concentrații anormale de aminoacizi în urină. În mod normal, rinichii reabsorb majoritatea aminoacizilor filtrati prin glomeruli, dar în cazurile de aminoacidurie, această reabsorbție este deficitară, ceea ce duce la excreția lor în urină. Cauzele pot fi: Congenitale (ereditare): defecte enzimatice sau de transport în rinichi (ex: boala Hartnup, cistinurie). Dobândite: în urma unor afecțiuni renale, hepatice sau metabolice, care afectează funcționarea normală a rinichilor. Se cunosc trei cauze ale aminoaciduriei: Aminoaciduria datorată creșterii aminoacidemiei cu depășirea pragului renal; Aminoaciduria renală – nivelul plasmatic al aminoacizilor este normal dar există un defect congenital sau dobândit la nivelul transportorului transmembranar; Aminoaciduria „fără prag” de eliminare renală – în care se elimină renal, în cantități mari, un aminoacid sau un metabolit al acestuia datorită unui defect genetic pe calea de metabolizare a acelui aminoacid. Valoarea plasmatică a aminoacidului rămâne la valori normale. Exceptie: homocistinuria (aminoacidurie “fara prag” – nu se datoreaza unui defect primar sau secundar unei afectiuni renale ci doar depasirii capacitatii de reabsortie renala.  Defectele metabolismului AA Aminoacidurii clasificare si exemple: Primare: defect genetic al unei enzime de pe calea de metabolizare a aminoacidului sau a proteinei transportoare care intervine in resorbtia renala. Informatii suplimentare pag 90 _curs PDF, tabelul 5. III si tabelul 5.IV. Secundare: § apar datorita afectarii unui organ implicat in metabolismul aminoacizilor (ficat sau rinichi) sau starii de malnutritie grava; § afecteaza mai multi aminoacizi simultan; Exemple – la metabolismul aminoacizilor Capitolul 5.4.3.2.  Aminoacidurii primare (genetice) Datorita posibilitatii de secventiere a AND-ului s-a demonstrat ca Detectia/ aminoaciduriile primare se datoreaza unor mutatii genetice la nivelul unei diagnosticul enzime implicate in metabolismul unui aminoacid. genetic § defectul enzimatic poate § substratul enzimatic § substratul enzimatic NU este determina o diminuare (pana acumulat este metabolizat acumulat in sange deoarece la la zero) a activitatii enzimatice pe cai secundare nivel renal nu este reabsorbit ( aminoacidurii fara prag renal de eliminare acumulare in exces a - acumulare in exces de substratului enzimatic care metaboliti toxici devine toxic pentru organism. - conc. plasmatice si - Valori sanguine ale substratului urinare ale substratului - Valori urinare ale substratului foarte scazute  Diagnosticul unui defect enzimatic 1. S t u d i u l A N D - u l u i p e n t r u evidentierea mutatiei genetice; 2. Studiu l a c t i v i t a t i i e n z i ma t i c e presupusa a fi defectiva sau chiar deficitara; 3. Dozarea produsilor enzimatici /metabolitilor rezultati. Tendinte in diagnostic ü Diagnostic prenatal – ADN extras din lichidul amniotic (amniocenteza); ü Diagnostic neonatal - screening  Aminoacidurii genetice - Alcaptonuria Cauza: patologie genetică rară cauzată de o mutație în gena HGD, care codifică enzima homogentizat 1,2-dioxigenaza. Această enzimă este esențială pentru degradarea aminoacizilor fenilalanină și tirozină. Mecanism: Din cauza deficitului de enzimă, acidul homogentizic se acumulează în organism, ceea ce duce la pigmentarea țesuturilor (ochronoză) și la o colorare închisă a urinei când aceasta este expusă la aer. Manifestări clinice: Boala poate fi benignă în copilărie (fără simptome evidente), dar în timp se dezvoltă complicații severe, cum ar fi artrita ochronotică, probleme cardiace și renale, datorită depunerilor de pigment. Deși simptomele sunt cronice și pot afecta sever calitatea vieții, alcaptonuria nu este considerată letală. Poate fi considerată o tulburare benignă în primele decenii de viață, dar devine debilitantă și afectează semnificativ sănătatea la vârsta adultă.  Aminoacidurii genetice - Boala urinei cu miros de arțar (Maple Syrup Urine Disease, MSUD) Cauza: mutații care afectează complexul enzimatic dehidrogenaza alfa-cetoacidelor cu catenă ramificată, necesar pentru degradarea aminoacizilor cu lanț ramificat: leucina, izoleucina și valina. Mecanism: Deficitul enzim atic duce la acumularea acestor aminoacizi și a metaboliților lor toxici (cetoacizi) în sânge și urină, cea care conferă urinei un miros specific de sirop de arțar. Manifestări clinice: severă și letală fără tratament. Simptomele apar rapid după naștere și includ letargie, probleme neurologice, convulsii și chiar comă. Dacă nu este tratată, boala poate duce la deces în primele luni de viață. Cu un tratament adecvat (dieta strictă, suplimente speciale și monitorizarea nivelurilor de aminoacizi), pacienții pot supraviețui și pot avea o calitate mai bună a vieții, dar boala rămâne o afecțiune gravă.  Defectele metabolismului AA Aminoacidemia § reprezintă prezența unor concentrații anormal de mari de aminoacizi în sânge. § prezinta variatii in cursul zilei, fiind mai crescuta cu aprox. 30 % dupa-amiaza si mai scazuta dimineata. (important pentru recoltarea sangelui in vederea determinarilor clinice genetice); § poate apărea atunci când metabolismul aminoacizilor este afectat din cauza unor defecte enzimatice sau alte tulburări metabolice; § poate duce la acumularea de aminoacizi în sânge, care pot provoca toxicitate și afectarea diverselor organe și sisteme. Exemple: Fenilcetonuria (PKU): acumularea fenilalaninei din cauza unui deficit enzimatic. Homocistinuria: acumularea homocisteinei din cauza unui defect în calea de metabolizare a acesteia.  Metabolismul general al aminoacizilor Biochimie medicala  Schema generala a metabolismului aminoacizilor Proteine alimentare Proteine endogene CO2 + H2O C Proteine Aminoacizi Glucide A α -cetoacizi biosintetizate Amino- T transferaze Lipide A B Glucide O α -cetoglutarat glutamat L I Glutamat - DH S M NH4+ Uree  Decarboxilarea aminoacizilor Decarboxilarea aminoacizilor este un proces metabolic în care grupul carboxil (-COOH) este eliminat dintr-un aminoacid, rezultând o amine biogenă (un compus care conține un grup amino, -NH₂ ). Locul în organism: în principal în sistemul nervos central, în anumite glande endocrine (de exemplu, glandele adrenale), dar și în alte țesuturi și organe. Acest proces este realizat de către decarboxilaze, enzime care sunt specificate pentru fiecare aminoacid în parte Mecanism: Enzimele decarboxilaze catalizează decarboxilarea, având nevoie de cofactori, cum ar fi piridoxal-5’-fosfat (forma activă a vitaminei B6), care acționează ca un coenzimă în acest proces. În cadrul reacției, grupul carboxil (-COOH) este îndepărtat sub formă de dioxid de carbon (CO₂ ). Îndepartarea gruparii amino se realizeaza prin doua procese: § transaminarea – in care gruparile amino ale majoritatii aminoacizilor sunt colectate sub forma de glutamat; § dezaminarea oxidativa a glutamatului, prin eliberarea NH4+, convertit ulterior la uree. Biochimie medicala  Funcții ale aminelelor biogene Aminele biogene sunt esențiale pentru organism și îndeplinesc o varietate de funcții: Neurotransmițători: Cum ar fi dopamina, serotonina și histamina, care sunt implicați în transmiterea semnalelor între neuroni și în reglarea diferitelor procese fiziologice (mood, somn, apetitul). Reglarea tensiunii arteriale: De exemplu, tiramina are un efect vasoconstrictor, care poate influența tensiunea arterială. Proliferarea celulară: Spermina și putrescina sunt implicate în stabilizarea structurilor celulare și în reglarea proceselor de creștere și diviziune celulară.  Transaminarea Biochimie medicala  Transaminaze (aminotransferaze) - exemple Atentie ! AST și ALT – aminotransferaze care catalizează transferul grupurilor amino (-NH₂) între un aminoacid și un alfa-cetoacid. GOT - transferă un grup amino de la aspartat la α-ketoglutarat, formând oxaloacetat și glutamat. GPT - transferă un grup amino de la alanina la α-ketoglutarat, formând piruvat și glutamat. Biochimie medicala  Transaminaze – semnificatie clinica ALT (ALAT) - alaninaminotransferaza sau TGP - transaminaza glutamat piruvică se găsește în cea mai mare parte la nivelul ficatului, dar o regăsim și în rinichi, miocard (mușchiul inimii), mușchii scheletici și pancreas. AST (ASAT) - aspartataminotransferaza sau TGO - transaminaza glutamat oxalacetică se găsește preponderent la nivel miocardic, apoi în ficat, în mușchii scheletici, în rinichi, pancreas și alte țesuturi. Valorile de referință ale transaminazelor sunt dependente de vârsta și sexul pacientului, dar şi de metoda de lucru folosită în cadrul laboratorului de analize. De aceea, este bine să reținem că dacă efectuăm analize la un laborator și urmăm un tratament pentru o afecțiune, monitorizarea trebuie să fie efectuată la același laborator. https://www.medcenter.ro/articole-medicale/transaminazele-ne-ajuta-sa-identificam-bolile-ficatului-  Dezaminarea oxidativa Dezaminarea oxidativă - proces esențial în metabolismul proteinelor, care permite organismului să elimine grupurile amine din aminoacizi și să regleze nivelul amoniacului din sânge. Dezaminarea oxidativă are loc în principal în ficat, dar și în alte țesuturi, cum ar fi rinichii și creierul, în funcție de tipul de aminoacid sau de procesul metabolic specific. Ficatul este organul principal responsabil pentru dezaminarea oxidativă, deoarece aici se desfășoară majoritatea proceselor de detoxifiere a amoniacului și de gestionare a azotului. În ficat, glutamat dehidrogenaza (enzima principală implicată în dezaminarea oxidativă) este prezentă în special în mitocondrii, unde catalizează reacția de transformare a glutamatului în α-ketoglutarat și amoniac (NH₄ ⁺ ). Ciclul ureei (care are loc în ficat) utilizează amoniacul rezultat din dezaminarea oxidativă și îl transformă în uree, care este excretată ulterior prin urină. Deși nu este un loc principal pentru dezaminarea oxidativă în comparație cu ficatul, creierul are și el enzime care pot participa la procesul de dezaminare. De exemplu, în creier, decarboxilarea și dezinaminarea anumitor neurotransmițători (cum ar fi dopamina, histamina) pot implica o formă de dezaminare oxidativă pentru a regenera intermediarul metabolic necesar. Biochimie medicala  Dezaminarea oxidativa Dezaminarea oxidativă presupune două etape principale: Oxidarea grupului amino: Grupul amino (-NH₂ ) al unui aminoacid este transformat într- un grup imino (-NH), iar apoi este oxidat la un ion amoniu (NH₄ ⁺ ), eliberând electroni. În acest proces, enzimele care catalizează reacția folosesc cofactori precum NAD⁺ sau FAD, care sunt reduse la NADH sau FADH₂. Eliminarea amoniacului: Amoniacul rezultant (NH₃ ) este foarte toxic pentru organism, așa că este rapid convertit în ureea, care este excretată prin urină. Acest lucru se întâmplă prin ciclul ureei, care are loc în ficat. Biochimie medicala  Metabolismul amoniacului Biochimie medicala  Ciclul glutaminei Biochimie medicala  Ciclul glutaminei Biochimie medicala Ciclul ureogenetic (Krebs-Henseleit) 1 2 3 5 4  Ciclul ureogenetic (Krebs-Henseleit) Biochimie medicala  Enzimele implicate în ciclul ureei ca Ø CPSI (Carbamoil fosfat sintetaza I) Funcție: Aceasta este enzima care catalizează prima reacție a ciclului ureei. În această reacție, amoniacul este combinat cu bicarbonatul (HCO₃ ⁻ ) pentru a forma carbamoil fosfat, cu ajutorul ATP-ului. Localizare: Este localizată în mitocondrii și reprezintă un pas de reglare esențial al ciclului. Importanță: Această reacție este un punct de control major, iar activitatea CPSI este dependentă de N-acetilglutamat, un activator specific al enzimei. Ø OTC (Ornitin transcarbamilaza) Funcție: Enzima OTC catalizează a doua reacție, în care carbamoil fosfatul este transferat la ornitină, formând citrulina. Această reacție are loc tot în mitocondrii. Localizare: Mitocondriile hepatocitelor. Importanță: Deficiențele în OTC duc la acumularea de amoniac în sânge (hiperamoniemii) și sunt una dintre cauzele frecvente ale tulburărilor ciclului ureei. Ø ASS (Argininosuccinat sintetaza) Funcție: ASS catalizează reacția dintre citrulină și aspartat pentru a forma argininosuccinat. Aceasta este prima reacție a ciclului care are loc în citoplasmă. Localizare: Citoplasma celulelor hepatice. Importanță: Este un pas esențial în ciclul ureei, iar blocajele la acest nivel pot determina acumularea de citrulină (citrulinemie). Biochimie medicala  Enzimele implicate în ciclul ureei Ø ASL (Argininosuccinat liaza) Funcție: ASL catalizează clivarea argininosuccinatului în arginină și fumarat. Arginina este necesară pentru următorul pas al ciclului, iar fumaratul este folosit ulterior în alte procese metabolice. Localizare: Citoplasma. Importanță: Deficiența în ASL poate determina o acumulare de argininosuccinat, având ca rezultat tulburări de eliminare a amoniacului. Ø ARG (Arginaza) Funcție: Arginaza catalizează ultima reacție din ciclul ureei, transformând arginina în uree și regenerând ornitina, care reintră în ciclu. Localizare: Citoplasma. Importanță: Aceasta este reacția finală, iar ureea este produsul final excretabil al ciclului. Deficiențele de arginază sunt mai rare, dar pot cauza acumularea de arginină. Ø ORNT1 (Ornitin translocaza) Funcție: ORNT1 este un transportor care ajută la transportul ornitinei în mitocondrii, unde aceasta poate participa la reacția cu carbamoil fosfatul. Importanță: Este esențial pentru menținerea ciclului ureei, permițând ciclului să se repete. Deficiențele în ORNT1 pot afecta întregul ciclu prin blocarea accesului ornitinei în mitocondrii. Ø Citrin (Malat-Aspartat transportor) Funcție: Citrina transportă aspartatul în citoplasmă și ajută la exportul malatului, asigurând furnizarea de aspartat pentru sinteza argininosuccinatului. Importanță: esențial în menținerea echilibrului pentru ciclul ureei; mutatiile care afectează funcția citrinului → afecțiune https://www.kristale.ro/dupa- numită citrulinemie de tip II. numele-cristalelor/citrin/  Ciclul ureogenetic (Krebs-Henseleit) – semnificatia clinica Biochimie medicala Metabolismul Creatinei Metabolismul Creatinei Metabolismul Creatinei Video – degradarea aminoacizilor https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=WnLW8o6cExs